电子工程专辑
UBM China

高性能、小型化DC/DC应用设计技巧

上网日期: 2007年12月06日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友

关键字:DrMOS 多芯片模块? DC/DC? 功率密度?

性能分析

效率:现在的计算设备有大部分时间都处于各种不同的状态中,因此,驱动器加FET MCM能针对重载而忧化并进行轻载效率管理遂显得非常重要。图2对分立式解决方案和飞兆半导体的DrMOS解决方案进行了比较。

图2:DrMOS与分立式解决方案的效率比较。
图2:DrMOS与分立式解决方案的效率比较。

当中的应用适用于两相笔记本电脑的CPU内核供电。面对处理器的深度睡眠信号,控制器会采用单相工作。在单相工作时,电源会自动利用不连续传导模式(DCM)来提高轻载效率。这时,由于电感纹波电流下降至小于零,外部PWM控制器关断同步FET,于是体二极管阻断反向传导。开关频率随负载电流减小而降低。在计算设备的核心电源中,这种控制器方案越来越流行。

新的DrMOS MCM将采用一个低驱动禁用引脚,用于不连续传导工作模式。在这种特殊的评估中,MOSFET和DrMOS中的驱动器已针对笔记本电脑的峰值功率级进行优化。而在两相工作期间,电源完全工作在PWM模式下。取决于其目标应用,MCM解决方案在所有负载电流上的总体效率等同或优于分立式解决方案。

功率密度:通过集成和提高开关频率可以增加功率密度。例如,若把开关频率提高到500KHz,图2中的电源便可采用7x10mm(长度x宽度)的电感。相对于300KHz笔记本电脑普遍采用的11x11mm(0.3?H?C0.5?H)电感,这是个显著的尺寸减小,即是电感面积可减小超过30%!更低的电感值也意味着更低的DCR损耗。更高的开关频率有助于电容器数目的减少。

热性能:随着电源越来越密集,热限制变得愈发显著。利用集成式MCM来实现更好的热性能显得更加困难。大多数DrMOS MCM的性能都可与分立式解决方案媲美。图2是DrMOS解决方案与两种分立式热增强型S08 MOSFET进行的比较。在每相18A的输出电流下,DrMOS的温度只高出7?C,部分原因是基于目前先进的封装技术。

利用最新开发的芯片粘接材料把FET的漏极直接粘接在无脚框架上,可以大幅减小从硅芯片到PCB的热阻抗。这样一来,热量很容易流向PCB,从而达到器件冷却目的。此外,新的引线框架合金和模塑化合物材料本身也具有更好的散热能力。

通过在板上运用更多的铜,以及利用通孔散热,可以进一步提升热性能。在实现DrMOS解决方案时,为了能满足热要求,布局技术至关重要。

本文小结

驱动器加FET MCM具有优于分立式解决方案的竞争优势。小型化也是一个明显的优点。如上所示,这项技术的成功主要源于新的硅技术和封装技术。目前的计算及网络系统也正从这种新技术中受益。DrMOS MCM可减小外形尺寸和元件数目,同时不会影响性能。飞兆半导体等供应商已推出DrMOS解决方案,并将拓展其产品组合以满足众多应用的设计需求。例如FDMF6700,采用超紧凑型6x6mm MLP封装。对于空间极度受约束的应用,比如小外形尺寸的台式电脑、媒体中心PC、超密集服务器、刀片服务器、先进的游戏系统、图形卡、网络和电信设备,以及其它电路板空间有限的DC/DC应用,FDMF6700为设计人员提供别具吸引力的解决方案。

作者:Tomas Moreno

技术市场拓展工程师

飞兆半导体公司

技术文库


?第一页?上一页 1???2





我来评论 - 高性能、小型化DC/DC应用设计技巧
评论:
*? 您还能输入[0]字
分享到: 新浪微博 qq空间
验证码:
????????????????
?

关注电子工程专辑微信
扫描以下二维码或添加微信号“eet-china”

访问电子工程专辑手机网站
随时把握电子产业动态,请扫描以下二维码

?

5G网络在提供1Gbps至10Gbps吞吐量方面具有很好的前途, 并且功耗要求比今天的网络和手机都要低,同时还能为关键应用提供严格的延时性能。本期封面故事将会与您分享5G的关键技术发展,以及在4G网络上有怎样的进步。

?
?
有问题请反馈
推荐到论坛,赢取4积分X